Raspberry Pi Güç ve Soğutma Modları: 11 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

On adet Ahududu Pisinin evde çeşitli işler yaptığını kabul etmek biraz utanç verici, ancak bu, bir tane daha aldım, bu yüzden standart Pi değişikliklerimi bir Eğitilebilir olarak belgelemenin ve paylaşmanın iyi bir fikir olacağını düşündüm.

Bu modları Pis'imin çoğuna ekliyorum - herhangi bir Raspberry Pi modelinin yedek bir güç kaynağından güç almasına izin veriyorlar, aksi takdirde sadece bir çekmecede sıkışıp kalacaktı - aksi takdirde istenmeyen bir güç kaynağını kullanabilmek size birkaç kuruş kazandırmalıdır. ve bu düzenleme, röleler gibi diğer cihazlar için de yararlı bir güç kaynağı sağlayabilir. Soğutma modu, ekran ve kamera konektörlerinin kullanımını zorlaştırır, ancak hız aşırtıldığında veya yoğun işlemci çalışması yapıldığında Pi'nin yavaşlamasını durdurabilir. GPIO konektörüne erişim normalde engellenmez ancak fanı dikkatli bir şekilde konumlandırmanız gerekir…

Okunabilirliği kolaylaştırmak için Talimatları iki bölüme ayırdım - Bölüm 1, güç kaynağı değişikliğini, Bölüm 2'de bir soğutma fanı ve soğutucu eklenmesini kapsar. Bölüm 2'nin olası yeniliği, voltaj regülatörünün 5v dc çıkışından güç alan 12v dc fan kullanılmasıdır. 12v'lik bir fanın bu şekilde kullanılması, sesi azaltılmış bir nebze olsun soğutma sağlamaktır, bu özellik oturma odamızda RasPi kullanıldığında (OSMC medya merkezi olarak) eşimin kuyudan bir pim düşmesini duyabileceği için gerekli olan bir özelliktir., neredeyse bahsetmeyi umduğun herhangi bir mesafe….

Lütfen, olabildiğince geniş bir okuyucu kitlesini kapsayacak şekilde ayrıntıları açıklamaya çalıştığımı unutmayın, ancak lehimleme, multimetre kullanma vb. gibi bazı temel elektronik becerileri gereklidir. Aşağıdakiler çok basit görünüyorsa veya çok fazla varsayıyorsa özür dilerim. - her türlü yapıcı yoruma elbette açığız!

1. Adım: 1. Kısım Güç Kaynağı Modları: Araçlar ve Parçalar

Parçalar:

• (Bir Raspberry Pi ve kasa) - şeffaf bir kasa bu modları kolaylaştırır ancak opak bir kasa gösteri durdurucu değildir.
• AC'den DC'ye güç kaynağı, minimum çıkış gücü 18W, 9v dc ila 30v dc.*
• LM2596 DC-DC Anahtarlamalı Ayarlanabilir Gerilim Düşürücü Voltaj Regülatörü Buck Dönüştürücü (eBay'de birden fazla farklı satıcıdan temin edilebilir)
• DC Güç Kaynağı Jak Soketi Dişi Panel Montaj Konnektörü 5.5 x 2.1mm veya yukarıdaki güç kaynağına sığdırmak için neye ihtiyacınız varsa. Gerçi bu en yaygın olanıdır. (eBay, birden fazla satıcı)
• Kurbanlık bir mikro USB B tipi uç (çöp kutusu) VEYA
• 1-off mikro USB Tip B 5-Pin Erkek Lehimleme Jakı Soket Konnektörü (eBay, birden fazla satıcı)
• İki adet 150 mm uzunluğunda çok telli ekipman kablosu (örn.) bakır hoparlör kablosu.
• İki yalıtımlı stand-off (kısa uzunluklarda biro kılıfı, önemsiz kutunuzda yoksa mükemmel stand-off'lar sağlar)
• İki adet 2,8 mm çapında kendinden kılavuzlu vida (çöp kutusu) - bunlar yalnızca dişin kasadan geçmesi için gereken uzunlukta olmalıdır - 12 mm uzunluğunda vidalar kullandım.
• 2,5 mm ID ısı büzüşmesi ve 1/4" ID ısı büzüşmesi uyacak şekilde (5. adıma bakın) (eBay, birden fazla satıcı).

Aletler:

• Havya ve çok çekirdekli lehim.
• Direnç ve dc voltajı ölçebilen multimetre.
• Isı tabancası (ısı büzüşmesi için)
• Sıcak tutkal tabancası (kurbanlık bir USB kablosu kullanılıyorsa gerekli değildir)
• İnce işaretleyici kalem
• 1,5 mm ve 2,5 mm HSS matkap uçları ve matkap.
• Tel kesici ve striptizci.

*Güç kaynağı seçimiyle ilgili notlar:

Önemli parametreler çıkış voltajı ve gücüdür. LM2596 regülatörüne, girişinde çıkışta ihtiyacınız olandan yaklaşık üç volt fazla sağlamanız gerekir, bu nedenle Pi'nin ihtiyaç duyduğu 5v çıkış için girişte yaklaşık 8v gerekir. Emin olmak için biraz daha tavsiye ederim, bu nedenle yukarıdaki minimum 9v. Kullanabileceğiniz maksimum voltaj, bu regülatörün bazı modelleri için 35v civarında, diğerleri için daha yüksektir. Maksimum 30v'a sadık kalacağım.

Güç kaynağının ayrıca Pi'ye yeterli akım sağlayabilmesi gerekir (farklı Pi modelleri için mevcut gereksinimler için buraya bakın). Linkte Pi 3 için minimum 2.5A verebilen bir güç kaynağına ihtiyacınız olduğu yazıyor. Ancak LM2596 bir anahtarlama regülatörü yani verdiğiniz voltaj orantılı olarak daha yüksek olduğu sürece bundan daha az akıma ihtiyacınız var.

Neye ihtiyacınız olduğunu bulmak için, Pi tarafından çekilen gücü hesaplayın ve regülatördeki dönüşüm kayıplarını hesaba katın (örneğin) bir Pi 3'ün 5v @ 2.5A'ya ihtiyacı vardır, bu nedenle güç gereksinimi 5 x 2.5 = 12.5W'dir. Regülatördeki kayıpları hesaba katmak için bunu 1,1 ile çarpın ve 12,5 x 1,1 = 13,75W elde edersiniz. Bu rakama ulaştıktan sonra, bir güç kaynağını %100 kapasitede kullanarak strese sokmak asla iyi bir fikir değildir, bu yüzden çok ısınmamasını ve erken bitmemesini sağlamak için en az %30'luk bir marj eklerdim.

Herkes için işleri kolaylaştırmak için, yukarıdaki hesaplamalara dayalı olarak farklı voltajlar için minimum güç kaynağı akımı gereksinimleri aşağıda verilmiştir:

Pi 3: 9v / 2A; 12v / 1.5A; 15v / 1.2A; 19v / 0.9A; 26v / 0.7A; 30v / 0.6A

Pi B+ ve 2B: 9v / 1.5A; 12v / 1.1A; 15v / 0.9A; 19v / 0.7A; 26v / 0.5A; 30v / 0.4A

Pi Sıfır ve Sıfır W: 9v / 1.0A; 12v / 0.7A; 15v / 0.6A; 19v / 0.5A; 26v / 0.3A; 30v / 0.3A

(Sonuncusu eksiksiz olması için dahil edilmiştir)

2. Adım: Vakayı İşaretlemek

Regülatörü gösterildiği gibi konumlandırın. Giriş pedleri, Pi'nin güç konektörüyle kasanın aynı tarafında olmalıdır.

Ayrıca bir fan takıyorsanız, gösterildiği gibi konumlandırın. Kasa kesikleri genellikle yolda olduğundan, en iyi ihtimalle fanın dört vida deliğinden yalnızca üçünü kullanabileceğinizi unutmayın. Ayrıca, kamera veya ekran konektörlerini kullanmanız gerekiyorsa (yeni bir kablo tesisatı kullanmadığınız sürece) bu fan modunun uygun olmadığını unutmayın.

Regülatörün kasanın kenarına en yakın montaj deliğinin Pi'nin iki USB soket yığını arasındaki boşluğun üzerine yerleştirildiğinden emin olun (böylece montaj vidası bozulmaz - vidanın nerede olduğunu görebileceğiniz monte edilmiş regülatörün bir fotoğrafı için 4. adıma bakın konumlanmıştır).

Kasadaki iki regülatör montaj deliğinin ve istenirse fan montaj deliklerinin ve fan hava akışı için bir deliğin konumunu işaretlemek için ince bir kalıcı işaretleyici kullanın.

3. Adım: Kasayı Delin

Kasanın üstünü alın ve destek için bir tahta parçasının üzerine ters çevirin.

Son adımda işaretlenen yerde bir pilot delik açmak için ince (1,5 mm) bir matkap kullanın.

Deliklerden birini genişletmek için 2,5 mm'lik bir matkap kullanın ve seçilen vidanın çok fazla çaba sarf etmeden vidalanıp vidalanamayacağını kontrol edin. Gerekirse delik boyutunu genişletin.

Delik boyutundan memnun kaldığınızda, diğerini uygun şekilde delin.

Adım 4: Regülatörü Monte Edin

Regülatörü, fotoğraflarda gösterildiği gibi ayırıcıları ve kendinden kılavuzlu vidaları kullanarak monte edin. İki USB konektör yığını arasındaki vidanın konumuna dikkat edin.

Adım 5: Kablolama

Ekipman kablosunu DC güç kaynağı soketine lehimleyin ve ısıyla daralan makaronla gösterildiği gibi yalıtın. Pozitif voltajın iç konektörde olduğu standart bir güç kaynağınız olduğunu varsayarsak, kırmızı kabloyu kısa etikete ve siyah kabloyu uzun etikete lehimleyin (bu, uzun etiketin soketin dışına bağlı olduğunu varsayar - Yine de kontrol etmek için bir multimetre kullanın). Polarite ters ise, kırmızı ve siyah kabloları zıt etiketlere lehimleyin.

Kabloların diğer ucunu regülatör kartının altına itin ve gösterildiği gibi regülatörün giriş pedlerine lehimleyin (yine kırmızıdan +ve'ye, siyahtan -ve'ye).

Kurbanlık bir mikro USB ucunuz varsa, mikro USB ucuna yaklaşık 180 mm kablo bağlı olacak şekilde kesin. İnce bir kablo parçasını ve direnç modunda multimetrenizi kullanarak, mikro USB konektörünün pozitif ve negatif kontaklarına hangi kablonun bağlı olduğunu belirleyin (şema için yukarıya bakın). Kırmızı ve siyah, +ve ve -ve bağlantıları için USB uçlarında kullanılan genel renklerdir (bazen sırasıyla 'Vcc' ve 'Gnd' olarak işaretlenir). Diğer kabloları (genellikle beyaz ve yeşil) kısa kesin. Üzerlerine ve dış kılıfın üzerine bir parça ısıyla daralan makaron geçirin ve yerine sıkın.

Kesik ucu regülatörün altına itin, kırmızı ve siyah kabloları sıyırın ve kalaylayın ve bunları sırasıyla regülatörün + ve ve - ve çıkış pedlerine lehimleyin.

Cesursanız (wot I woz gibi), çıplak bir konektör kullanarak kendi USB kablonuzu oluşturun. Kabloları gösterildiği gibi USB konektör pedlerine lehimleyin, ek yerlerini ince bir sıcak tutkal tabakasıyla kapatın ve yerleştirildiğinde 1/4 ısıyla daralan makaronunu gösterildiği gibi kaydırın.

Manşonu ısı tabancasıyla küçültün ve yapıştırıcı bir gerilim azaltıcı görevi görecektir (umarım!).

Yukarıdaki gibi, telin diğer uçlarını regülatörün altından geçirin ve çıkış pedlerine lehimleyin.

Bağlantılarınızın polaritesini iki kez kontrol etmek her zaman iyi bir fikirdir - USB pinlerinin regülatöre doğru şekilde bağlandığını doğrulamak için multimetre ve biraz ince kablo kullanın.

Adım 6: Voltajın Ayarlanması

Regülatörün çıkışını Pi'ye takmadan önce çıkış voltajının ayarlanması gerekir.

Güç kaynağını regülatör dc giriş soketine bağlayın ve açın. Regülatör üzerinde hemen yanması gereken mavi bir LED var. Olmazsa ve/veya bir duman kokusu varsa, bağlantıyı kesin ve (eğer benseniz) utanç içinde başınızı öne doğru uzatın. Paçayı sıyırabilirsin ama biraz duman varsa iyiye işaret etmez. Kablolamanızı dikkatlice kontrol edin, düzeltin ve tekrar deneyin. Umarım LED yanmıştır…

Küçük bir tornavida kullanarak, multimetre 5.1v'nin biraz altında okuyana kadar regülatör üzerindeki potansiyometreyi (üstte pirinç vidalı mavi kutu) ayarlayın. Saat yönünün tersine, voltajı düşürür ve voltajın değişmesi genellikle beklediğinizden daha fazla tur alır - bir etki görmek için birkaç tur geçmesi gerekiyorsa umutsuzluğa kapılmayın.

Güç kaynağını kapatın ve regülatörün çıkışını Pi'ye bağlayın. Harekete geçmeye hazırsınız!

Adım 7: Bölüm 2 - Soğutma Fanı ve Soğutucu Ekleme - Araçlar ve Parçalar

Parçalar:

• 12v dc 0.12A 50mm x 50mm x 10mm kovan yataklı fan (eBay, birden fazla satıcı)
• 3'lü 15 mm 2,8 mm OD kendinden diş açan vidalar (çöp kutusu)
• Raspberry Pi için 2 kapalı katı bakır kendinden yapışkanlı ısı emiciler (eBay, birden fazla satıcı)

Aletler:

• Fret testeresi veya çapak tipi kesicili elektrikli Dremel tipi alet
• 1,5 mm ve 2,5 mm matkap uçları ve matkap
• Havya ve lehim
• Tel kesiciler ve striptizci.
• Sıcak tutkal tabancası (ısı alıcıları yerinde tutmak için)

Adım 8: Fanın Deliklerini Kesmek

2. adımda kasa üzerindeki işaretleri kullanarak, regülatör (yani) ile aynı şekilde üç montaj deliğini delin (yani) 1,5 mm'lik matkapla pilot delikler açın ve deliklerden birini 2,5 mm'lik matkapla genişletin. Kendinden kılavuzlu vidaların oturmasını test edin ve her şey yolundaysa, diğer iki deliği delin. Aksi takdirde, delikleri gerektiği gibi genişletin.

Perde testeresini veya Dremel alternatifini kullanarak fanın hava akışını sağlamak için plastik deliği kesin. Gerekirse kenarları bir eğe ile temizleyin (eğer deneyimime göre bir elektrikli alet kullanmak, kaçınılmaz olarak erimiş plastik oluşturur ve bu da temizlenmesi zahmetlidir - bu nedenle perdeli testere tercihim).

Fanı montaj deliklerine kadar uzatın ve kendiliğinden kılavuzları dikkatlice vidalayın. Fan, etiket tarafı aşağı gelecek şekilde monte edilmelidir, böylece hava akışı Pi'ye yönlendirilir. Ayrıca, kabloların regülatöre hemen bitişik olmaması için yönlendiririm, böylece oynamak için biraz gevşek teliniz olur.

Yakalayan bir şey olmadığını kontrol etmek için fanı manuel olarak döndürün.

Adım 9: Fanı Kablolama

Benim deneyimim, 5v dc'den güç alındığında, parça listesindeki türden bir fanın tümü kendi kendine başladı. Bu durumda, fanı 12v dc'den yaklaşık beş dakika çalıştırmanın onu gevşettiğini ve daha sonra 5v'de iyi olduğunu gördüm. Ancak, farklı üreticilerin fanları farklı davranabilir, bu nedenle fanı manuel olarak çalıştırmanız gerekebilir - bu durumda sorun olmaz ve çalışmaya devam eder. Eğer durum böyle değilse, bu voltaj 9v ile 12v arasında olduğu sürece fanı regülatörün girişine kablolama seçeneğiniz var ve gürültü artışını kabul edebilirsiniz.

Regülatöre ulaşmak için yeterli kablo bırakarak fan konektörünü kesin. Bu tür bir uygulamada kullanılmadığı için sarı kabloyu daha geriye kesebilirsiniz. Yalıtmak ve yoldan uzak tutmak için gösterildiği gibi küçük bir manşon parçası kullanın. Fan kablolarını regülatörün ve lehimin altından çıkış pedlerine yönlendirin (kırmızıdan artıya, siyahtan eksiye).

Adım 10: Soğutucuları Ekleme

İnternette, Raspberry Pis'e soğutucuların nereye (ve ne zaman) ekleneceği hakkında oldukça fazla bilgi var. Aşağıdaki adımlar benim kişisel görüşümdür.

Anlayabildiğim kadarıyla, Raspberry Pi Vakfı aracılığıyla tavsiye, hız aşırtma yapmadığınız sürece herhangi bir Pi modeline gerçekten soğutucu eklemenize gerek olmadığıdır. Ancak, H265 videolarını oynatmaya çalışırken Pi 3'ün oldukça ısındığını ve soğutulmadığı takdirde kendini koruma eyleminde geri kısılabileceğini buldum.

Bu koşullar altında, Broadcom SoC (Pi'nin üst yüzeyindeki büyük çip) en sıcak olanı alır, bu yüzden soğutmaya değer. Şu anda kaynağını bulamadığım bazı tavsiyelere uyarak alt taraftaki RAM yongasını da ısıtıyorum. O kadar ısınmadığı için daha küçük LAN yongasıyla uğraşmıyorum.

Yani, iş için - kapak şeridini soğutucudan çıkarın ve dikkatlice SoC çipinin üzerine yerleştirin. Sıcak tutkal tabancasını kullanarak, gösterildiği gibi soğutucunun her iki tarafına dikkatlice birkaç damla tutkal ekleyin. Yanlarında çok fazla Pis kullanıyorum, bu yüzden bir süre sonra soğutucular kayıyor - yapıştırıcı bunu önlemeye yardımcı oluyor. Bugüne kadar tutkal kullanımda bütünlüğünü kaybetmeye yetecek kadar yumuşamamıştır (120°C civarında erir, bu yüzden erimemesi gerekir!)

RAM yongasına bir soğutucu takma prosedürü aynıdır, ancak yeterli alana izin vermek için kasanın alt tarafındaki ızgaranın bir kısmını kesmeniz gerekmesi dışında aynıdır. Davanın sınırını geçmeyeceğine dikkat edin.

11. Adım: 11. Adım Yok

…ve bu kadar.

Umarım bu Eğitilebilirlik yararlı ve/veya bilgilendirici olur.

Herhangi bir hata vs. görürseniz lütfen bana bildirin, memnuniyetle buna göre düzenleme yapacağım.